CN109370707B - 一种自由活塞式线性发电机润滑油添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自由活塞式线性发电机润滑油添加剂及其制备方法。添加剂包括金属清净剂、无灰分散剂及酚类无灰抗氧化剂。制备方法是将金属清净剂、无灰分散剂和酚类无灰抗氧剂按比例称量，然后在70℃‑90℃的温度下进行混合，充分搅拌2‑3小时，直到搅拌均匀为止。利用本添加剂所调制的润滑油可满足苛刻条件的自由活塞式线性发电机的润滑要求，具有灰分低、活塞清净性能优及润滑性能好的特点。
Description
技术领域
本发明属于润滑材料技术领域，尤其是涉及一种自由活塞式线性发电机润滑油添加剂。
背景技术
自由活塞式线性发电机是一种革新性、可操作性强的未来动力装置，是新能源汽车混合动力研究方向之一。作为一种新型的串联式混合动力装置，近十年来得到了国内外许多科研院校及公司的广泛关注。该装置由自由活塞式内燃机与线性发电机直接耦合，燃烧室膨胀做功，气体弹簧储能后回复，由此带动线性发电机往复运动而进行发电。
丰田公司更是将该装置由理论转化为现实，研发出了自由活塞式线性发电机(FPEG)。FPEG是通过安装在活塞上的永磁铁，以及位于永磁铁外侧的线圈组组成的发电系统来进行发电。在燃烧室的相对侧，将一个密闭空间填满空气，使其成为空气弹簧，而这个装置可以取代曲轴设计，让活塞到达下死点时可以反弹、朝逆向运动，而通过活塞上的永磁铁反复在线圈组内运行、交互感应产生电能。由于没有了曲轴、连杆、附件等等一系列为了动力输出而设计的部件，这台仅仅为了发电的线性发动机更轻、更小，同时更加专注于发电也令系统效率变得更高。FPEG发动机在连续使用下能够达到42％的热功效，而只有最好、最复杂、最昂贵的汽油发动机在特定的条件之下才能达到接近这个百分比的效果。一个两缸的FPEG长度仅有60厘米，直径也不过20厘米，这样一个尺寸的FPEG能够产生15匹马力的输出功率，足以驱动一台电池耗尽的紧凑型电动汽车高速行驶。
FPEG的工作原理与二冲程发动机工作原理类似，在活塞下行时，完成做功、并用混合气将废气挤出，在活塞上行时，在活塞下部吸入新鲜空气、并且完成压缩冲程，到达上止点后完成喷油及点火等工作。因此，其润滑须依靠添加在燃料油中的润滑油来完成，FPEG独特的工作方式，决定其润滑油必须是一种不同于四冲程发动机油的专用油。其与二冲程发动机也有所不同，由于FPEG没有曲轴、全靠空气弹簧控制，活塞的上下止点的不固定，也让气缸的压缩比不再是一个固定值，这也可能导致燃料燃烧的不充分，这就要求油品具有清净性能更优、灰分低的特点。
发明内容
为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种自由活塞式线性发电机润滑油添加剂，所调制的润滑油可满足苛刻条件的自由活塞式线性发电机的润滑要求，该润滑油添加剂灰分低，具有优良的活塞清净性能及润滑性能。
为了达到上述目的，本发明提供的自由活塞式线性发电机润滑油添加剂由以重量份计的下列组分组成：
金属清净剂 15-30
无灰分散剂 60-75
酚类无灰抗氧剂 5-10。
所述的金属清净剂是由低碱值合成磺酸钙与中碱值硫化烷基酚钙以9:1-1:2的重量比混合而成。
清净分散性是机油的主要使用性能之一，为满足这一性能的要求，必须加入金属清净剂，本发明选用的金属清净剂为低碱值合成磺酸钙与中碱值硫化烷基酚钙的混合物。低碱值合成磺酸钙与中碱值硫化烷基酚钙具有较好的配伍性，复合使用有利于保持活塞的清洁性。低碱值合成磺酸钙是以长链线型烷基苯磺酸为主要原料制成，具有很好的分散性、防锈性和较好的高温清净性，其总碱值为20-35mgKOH/g，钙含量不小于2.0％。中碱值硫化烷基酚钙是以十二烷基酚为主要原料，通过硫化、中和及碱化反应制成，具有很好的高温清净性、良好的抗氧抗腐性和一定的酸中和能力，对抑制活塞槽环的沉积物具有良好效果，总碱值为150-170mgKOH/g，钙含量为5.2％-6％。
所述的无灰分散剂是由聚异丁烯丁二酰亚胺与聚醚胺以6:1-14:1的重量比混合而成。聚异丁烯丁二酰亚胺与聚醚胺具有良好的配伍性，具有增效作用。聚异丁烯丁二酰亚胺可采用高活性聚异丁烯制备，产品不含氯，具有良好的清净分散性，可抑制发动机活塞上积碳和漆膜的生成，总碱值为15-30mgKOH/g，氮含量不低于1.0％。聚醚胺既能抑制燃油系统内部沉积物的生成，又能将已生成的氧化沉积物迅速分散、清除，进而确保发动机动力性正常发挥，使燃油的燃烧性能得到改善；此外，由于本身容易分解，因此可有效降低燃烧室沉积物的形成。
所述的酚类无灰抗氧剂采用3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯。该抗氧剂是一种性能优越的新型高温抗氧剂，具有热安定性好、高温条件下抗氧化性能突出、油溶性好、与其他添加剂配伍性好的优点。它的使用可降低润滑油的结焦量，保证内部清洁。该产品技术指标为：灰分不大于0.1％；有效含量不低于95％；酸值不大于1.0mgKOH/g；闪点不小于170℃。
本发明提供的自由活塞式线性发电机润滑油添加剂的制备方法是将金属清净剂、无灰分散剂和酚类无灰抗氧剂按比例称量，然后在70℃-90℃的温度下进行混合，充分搅拌2-3小时，直到搅拌均匀为止。
本发明提供的自由活塞式线性发电机润滑油添加剂所调制的润滑油可满足苛刻条件的自由活塞式线性发电机的润滑要求，具有灰分低、活塞清净性能优及润滑性能好的特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明提供的自由活塞式线性发电机润滑油添加剂及其制备方法进行详细说明。
实施例1：
本实施例提供的自由活塞式线性发电机润滑油添加剂由以重量份计的下列组分组成：
制备方法是将上述金属清净剂、无灰分散剂和酚类无灰抗氧剂按比例称量，然后在70℃的温度下进行混合，充分搅拌3小时，直到搅拌均匀为止。
实施例2：
本实施例提供的自由活塞式线性发电机润滑油添加剂由以重量份计的下列组分组成：
制备方法是将上述金属清净剂、无灰分散剂和酚类无灰抗氧剂按比例称量，然后在80℃的温度下进行混合，充分搅拌2.5小时，直到搅拌均匀为止。
实施例3：
本实施例提供的自由活塞式线性发电机润滑油添加剂由以重量份计的下列组分组成：
制备方法是将上述金属清净剂、无灰分散剂和酚类无灰抗氧剂按比例称量，然后在90℃的温度下进行混合，充分搅拌2小时，直到搅拌均匀为止。
以可生物降解的酯类合成油为基础油，加入聚异丁烯及5％质量比的上述复合剂调配成润滑油。采用国标GB/T 2433测试油品的硫酸盐灰分。数值越小，代表燃烧后产生的灰分越少。采用成焦板试验评价油品的清净分散性能，试验条件为：板温330℃、油温100℃、搅拌转15s，停45s,试验周期为0.5h。胶重越小，代表油品的清净分散性能越好。采用四球摩擦磨损试验机评价油品的润滑性能，试验条件为：294N；1450r/min；30min；室温。磨斑直径越小，代表油品的润滑性能越好。
从实施例可以看出，油品具有较低的硫酸盐灰分、良好的清净分散性能和润滑性能。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述的实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种自由活塞式线性发电机润滑油添加剂，其特征在于：所述的自由活塞式线性发电机润滑油添加剂由以重量份计的下列组分组成：
金属清净剂 15-30
无灰分散剂 60-75
酚类无灰抗氧剂 5-10
所述的金属清净剂是由低碱值合成磺酸钙与中碱值硫化烷基酚钙以9:1-1:2的重量比混合而成；
所述的无灰分散剂是由聚异丁烯丁二酰亚胺与聚醚胺以6:1-14:1的重量比混合而成；
所述的酚类无灰抗氧剂采用3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯；
制备方法是将金属清净剂、无灰分散剂和酚类无灰抗氧剂按比例称量，然后在70℃-90℃的温度下进行混合，充分搅拌2-3小时，直到搅拌均匀为止。
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